SE447509B - PULSATE BALANCED CONTROL LOOP DETERMINED FOR SPEED HOLDING IN A DRY TUNED DOUBLE SHAFT GYRO - Google Patents

PULSATE BALANCED CONTROL LOOP DETERMINED FOR SPEED HOLDING IN A DRY TUNED DOUBLE SHAFT GYRO

Info

Publication number
SE447509B
SE447509B SE7900342A SE7900342A SE447509B SE 447509 B SE447509 B SE 447509B SE 7900342 A SE7900342 A SE 7900342A SE 7900342 A SE7900342 A SE 7900342A SE 447509 B SE447509 B SE 447509B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
signal
control loop
gyros
comparators
error signal
Prior art date
Application number
SE7900342A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE7900342L (en
Inventor
F S Decarlo
F L Rosen
W J Goetz
Original Assignee
Singer Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Singer Co filed Critical Singer Co
Publication of SE7900342L publication Critical patent/SE7900342L/en
Publication of SE447509B publication Critical patent/SE447509B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02Rotary gyroscopes
    • G01C19/04Details
    • G01C19/28Pick-offs, i.e. devices for taking-off an indication of the displacement of the rotor axis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/12Gyroscopes
    • Y10T74/1229Gyroscope control
    • Y10T74/1232Erecting
    • Y10T74/1254Erecting by motor torque
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/12Gyroscopes
    • Y10T74/1229Gyroscope control
    • Y10T74/1257Damping
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/12Gyroscopes
    • Y10T74/1261Gyroscopes with pick off
    • Y10T74/1275Electrical

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

15 20 25 30 35 447 509 2 Ett ändamål med uppfinningen är följaktligen att åstadkomma en pulsbreddmodulerad hållningsslinga för en gyro med tvâgradig frihet. Accordingly, an object of the invention is to provide a pulse width modulated holding loop for a gyro with two-degree freedom.

Föredragna utföringsformer Ovan nämnda och andra ändamål, egenskaper och för- delar med den föreliggande uppfinningen kommer att framgå av den följande beskrivningen, som ges i samband med bi- fogade ritningar, där fig. 1 visar ett blockschema över den pulsåter- balanserade hastighetshållande slingkretsen för en två- axlig torravstämd gyro enligt uppfinningen, fig. 2 visar kurvdiagram för tidsförhållandena mel- lan pulsbreddmodulerade och kvantiserade vågformer, fig. 3A visar ett detaljerat blockschema för logik- blocket 30 enligt fig. 1 och fig. 3B visar grafiskt logiksignalerna.Preferred Embodiments The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a block diagram of the pulse rebalanced velocity loop circuit for a two-axis dry tuned gyro according to the invention, Fig. 2 shows graphs of the time relationships between pulse width modulated and quantized waveforms, Fig. 3A shows a detailed block diagram of the logic block 30 of Fig. 1 and Fig. 3B graphically shows the logic signals.

I fig. 1 visas ett blockschema för en pulsåterbalan- serad hastighetshållande slingkrets för en tvåaxlig torrav- z stämd gyro enligt uppfinningen. Varje hastighetskomponent I längs antingen X- eller Y-ingångsaxlarna på gyron 10 alst- rar ett gyromoment runt deras avkännaraxlar, vilket för- orsakar att gyrons 10 hjul inställes. Gyroavkännarna 13, 14 avkänner hjulläget och ger en proportionell elektrisk sig- nal till växelströmsförstärkare 16, 17. Från förstärkarna 16, 17 sändes signalen via demodulatorer 18, 19, hacknings- filter 20, 21 och dämpningskompenserande korskanalkretsar 24, 25. Utsignalerna från de i huvudkanalerna belägna form- ningskretsarna 22, 23 summeras i komparatorer 27, 28 med båda utsignalerna från korskanalkretsarna och en signal från en rampgenerator 26. Rampgeneratorsignalen fordras för att alstra en pulsbreddmodulerad signal, vars grund- frekvens utgör den frekvens som hänför sig till den på- tvingade gränscykeln. Huvudkanalernas formningskretsar 22, 23 tillgodoser slingstabilisering och bandbreddsreglering. Ändamålet med de dämpningskompenserande korskanalkretsarna 24, 25 är, såsom benämningen anger, att tillgodose elek- tronisk dämpning, vilket är nytt för en torravstämd gyro. 10 15 20 25 30 35 447 509 3 Hackningsfiltren 20, 21 erfordras för att hålla varje av- känd signal, som induceras av hjulets rörelse, minimal.Fig. 1 shows a block diagram of a pulse rebalanced speed-holding loop circuit for a two-axis dry-axis tuned gyro according to the invention. Each velocity component I along either the X or Y input axes of gyros 10 generates a gyro torque around their sensor axes, causing the gyros 10 wheels to adjust. The gyro sensors 13, 14 sense the wheel position and provide a proportional electrical signal to AC amplifiers 16, 17. From the amplifiers 16, 17 the signal is transmitted via demodulators 18, 19, chopping filters 20, 21 and attenuation compensating cross channel circuits 24, 25. The outputs from those in The shaping circuits 22, 23 located in the main channels are summed in comparators 27, 28 with both the output signals from the cross channel circuits and a signal from a ramp generator 26. The ramp generator signal is required to generate a pulse width modulated signal, the fundamental frequency of which is the frequency forced the border cycle. The forming circuits 22, 23 of the main channels provide for loop stabilization and bandwidth control. The purpose of the attenuation compensating cross channel circuits 24, 25 is, as the name implies, to provide electronic attenuation, which is new for a dry tuned gyro. 10 15 20 25 30 35 447 509 3 The chopping filters 20, 21 are required to keep any sensed signal induced by the movement of the wheel to a minimum.

De varíabla pulsbreddmodulerade signaler som er- hålles från summationen av både rampgeneratorsignalen och utsignalerna från huvud- och korskanalkretsarna, matas via logikkretsar 29, 30, som styr omkopplingen från positiv till negativ momentström. Denna omkoppling är utbildad att ske synkront med ett högfrekvent pulståg. Som resultat er- håller varje del av den pulsbreddmodulerade signalen ett helt antal högfrekventa klockpulser. Vid exempelvis 50 % intermittensfaktor innehåller varje positiv och negativ halva av den pulsbreddmodulerade signalen lika antal data- pulser.The variable pulse width modulated signals obtained from the summation of both the ramp generator signal and the output signals from the main and cross channel circuits are fed via logic circuits 29, 30, which control the switching from positive to negative torque current. This switching is designed to take place synchronously with a high-frequency pulse train. As a result, each part of the pulse width modulated signal receives an integer number of high frequency clock pulses. For example, at a 50% intermittent factor, each positive and negative half of the pulse width modulated signal contains an equal number of data pulses.

Pig. 2 återger tidsförhållandena mellan den puls- breddmodulerade signalen och kvantiseringsvågformerna. Ramp- _generatorsignalen har ett nollmedelvärde och en frekvens som är lika med frekvensen för den påtvingade gränscykeln.Pig. 2 shows the time relationships between the pulse width modulated signal and the quantization waveforms. The ramp generator signal has a zero average value and a frequency equal to the frequency of the imposed limit cycle.

Denna signal, som först är negativ, men blir positiv vid halva periodtiden, hopsummeras med den kombinerade felsig- nalen från såväl huvud- som korskanalkretsarnas utgångar i summerarförstärkare 27, 28. Utsignalerna från summerar- förstärkarna matas till komparatorkretsar i blocken 29, 30, som omkopplas från en logisk "0" till en logisk "1" när summerarförstärkarens utsignal övergår från negativt till positivt värde. För en nollfelsígnal omkopplar komparator- utsignalen det logiska värdet vid en punkt mitt emellan rampperioderna (vid vilken punkt rampen går genom noll) för att alstra en 50 % intermittenssignal. För signaler som är skilda från noll är komparatorutsignalen en logisk signal med en intermittens som är proportionell mot felet.This signal, which is negative at first, but becomes positive at half the period, is summed with the combined error signal from the outputs of both the main and cross channel circuits in summing amplifiers 27, 28. The output signals from the summing amplifiers are fed to comparator circuits in blocks 29, 30, which switches from a logic "0" to a logic "1" when the buzzer of the summing amplifier changes from negative to positive value. For a zero error signal, the comparator output signal switches the logic value at a point midway between the ramp periods (at which point the ramp passes through zero) to generate a 50% intermittent signal. For non-zero signals, the comparator output is a logic signal with an intermittence proportional to the error.

Av fig. 3 framgår att komparatorutsignalen grindas med en högfrekvent klocksignal i tidkretsens 30 (fig. 1) grind 33 för att alstra en binär signal med rampgenerator- signalens frekvens och med mycket tät styrning av omkopp- lingspunkterna. Denna signal sändes till en strobkrets (ej visad), som alstrar utläsningssignaler på två skilda dataledare (skillnaden i pulsström på de två ledarna är proportionell mot insignalhastigheten), och till en 447 509 10 15 20 H styrvippa 36. Styrvippans 36 utsignal går till tvâ snabba transistoromkopplare 37, 38 (här visade som mekaniska om- kopplare för enkelhets skull). Dessa omkopplare ansluter antingen den positiva +V källan eller den negativa -V källan , till utgångströmkällan i överensstämmelse med läget för styrvippan 36 enligt fig. 3B. Utgångströmkällorna 31, 32 enligt fig. 1 är mycket noggranna höghastighetskällor, som matar direkt på gyromomentgivarna 11, 12 enligt fig. 1 och har en ände jordad. Strömkällorna 31, 32 är i sig ej jorda- de utan flyter mellan de positiva och negativa likströms- källorna och gyromomentgivaren. Strömmen flyter kontinuer- ligt i strömkällorna och alltid i samma riktning, varvid strömriktningen i momentgivaren styrs medelst två kommute- ringsdioder CR1, CR2 och de båda snabbomkopplarna 37, 38.From Fig. 3 it can be seen that the comparator output signal is gated with a high frequency clock signal in the gate 33 of the timing circuit 30 (Fig. 1) to generate a binary signal with the frequency of the ramp generator signal and with very dense control of the switching points. This signal is sent to a strobe circuit (not shown), which generates readout signals on two different data conductors (the difference in pulse current on the two conductors is proportional to the input signal speed), and to a 447 509 10 15 20 H control flip-flop 36. The output flip-flop 36 goes to two fast transistor switches 37, 38 (shown here as mechanical switches for simplicity). These switches connect either the positive + V source or the negative -V source to the output power source in accordance with the position of the control flip-flop 36 according to Fig. 3B. The output current sources 31, 32 according to Fig. 1 are very accurate high-speed sources, which feed directly on the gyro torque sensors 11, 12 according to Fig. 1 and have one end grounded. The current sources 31, 32 are not in themselves grounded but flow between the positive and negative direct current sources and the gyro torque sensor. The current flows continuously in the current sources and always in the same direction, the current direction in the torque sensor being controlled by means of two commutation diodes CR1, CR2 and the two quick switches 37, 38.

Strömmen genom momentgivaren är sålunda konstant till sin storlek (vilket innebär konstant effekt i momentgivaren), sitt pulsbreddmodulerade binära format och har en repeti- tionshastighet som är lika med rampfrekvensen. Även om speciella utföringsformer av uppfinningen har beskrivits i samband med ritningarna så är det uppen- bart för fackmannen att olika modifieringar kan utföras utan att man frångår uppfinningstanken, vilken begränsas enbart av efterföljande patentkrav.The current through the torque sensor is thus constant in size (which means constant power in the torque sensor), its pulse width modulated binary format and has a repetition rate equal to the ramp frequency. Although particular embodiments of the invention have been described in connection with the drawings, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit of the invention, which is limited only by the appended claims.

Claims (3)

10 15 20 25 30 447 509 PATENTKRAV10 15 20 25 30 447 509 PATENT REQUIREMENTS 1. Pulsåterbalanserad styrningsslinga avsedd för hastighetshållning i en torravstämd dubbelaxelgyro (10) och innefattande organ (13, 1&) för att avkänna gyrons elektrisk av organ för elektro- rotorläge och avge en däremot proportionell felsignal, k ä n n e t e C k n a d nisk dämpning av felsignalen och innefattande komparatorer (27, 28) matade med felsignaler från gyrons (10) båda axlar och uppvisande en ingång ansluten till utgången på en cyklisk rampgenerator (26) varvid erhållna utsignaler från komparatorerna (27, 28) via organ (29, 30) är an- ordnade att som svar på den elektroniskt dämpade signalen alternativt mata gyron med en positiv eller negativ moment~ ström för att reducera felsignalen.A pulse rebalanced control loop intended for speed maintenance in a dry tuned dual shaft gyro (10) and comprising means (13, 1 &) for sensing the gyros electrically by means of electrotorator position means and emitting a correspondingly proportional error signal, capable of attenuating the error signal and comprising comparators (27, 28) fed with error signals from both axes of the gyros (10) and having an input connected to the output of a cyclic ramp generator (26), the output signals obtained from the comparators (27, 28) via means (29, 30) being arranged in response to the electronically attenuated signal or alternatively feed gyros with a positive or negative torque current to reduce the error signal. 2. Styrníngsslinga enligt patentkravet 1, k ä n n e~ t e c k n a d av ett par huvudkanaler (16, 18, 20, 30 resp. 17, 19, 21, 29) med vardera en växelströmsförstärkare (16, 17) för att förstärka felsignalen från avkännarorganen (13, 1&) anordnade i vardera huvudkanalen och att mata demßdu- latorer (18, 19), som vardera avger en bearbetad signal via en filterkrets (20, 21) till dels en ,formníngskrets (22, 23) i vardera huvudkanalen och dels en korskanalkrets (24, 25) för utbyte av felsignaler från de båda avkännarorganen (13, 14), varvid komparatorerna (27, 28) är kopplade att matas med huvudkanalens och korskanalkretsens utsignaler samt med den från rampgeneratorn (26) erhållna rampspänningssignalen.2. A control loop according to claim 1, characterized by a pair of main channels (16, 18, 20, 30 and 17, 19, 21, 29, respectively) with one AC amplifier (16, 17) for amplifying the error signal from the sensor means ( 13, 1 &) arranged in each main channel and to supply demodulators (18, 19), each of which emits a processed signal via a filter circuit (20, 21), partly a shaping circuit (22, 23) in each main channel and partly a cross channel circuit (24, 25) for exchanging error signals from the two sensor means (13, 14), the comparators (27, 28) being connected to be supplied with the output signals of the main channel and the cross channel circuit and with the ramp voltage signal obtained from the ramp generator (26). 3. Styrningslinga enligt patentkravet 2, k ä n n e- t e c k n a d av logíkorgan (29, 30) för att som svar på komparatorernas (27, 28) utsignal alternativt mata gyron (10) med den positiva eller negativa momentströmmen samt av konstantströmkällor (31, 32) för att som svar på logíkorga- nen åstadkomma en pulsmodulerad momentström.Control loop according to claim 2, characterized by logic means (29, 30) for alternatively feeding gyros (10) with the positive or negative torque current and of constant current sources (31, in response to the output signal of the comparators (27, 28). 32) in order to produce a pulse-modulated torque current in response to the logic means.
SE7900342A 1978-01-16 1979-01-15 PULSATE BALANCED CONTROL LOOP DETERMINED FOR SPEED HOLDING IN A DRY TUNED DOUBLE SHAFT GYRO SE447509B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/869,898 US4255979A (en) 1978-01-16 1978-01-16 Pulse width modulated binary rebalance rate capture loop control for two-degree-of-freedom dry tuned gyro

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7900342L SE7900342L (en) 1979-07-17
SE447509B true SE447509B (en) 1986-11-17

Family

ID=25354428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7900342A SE447509B (en) 1978-01-16 1979-01-15 PULSATE BALANCED CONTROL LOOP DETERMINED FOR SPEED HOLDING IN A DRY TUNED DOUBLE SHAFT GYRO

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4255979A (en)
JP (2) JPS5498468A (en)
CA (1) CA1098738A (en)
DE (1) DE2901503A1 (en)
FR (1) FR2414716A1 (en)
GB (1) GB2012998B (en)
IL (1) IL56223A (en)
NO (1) NO150456C (en)
SE (1) SE447509B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62251614A (en) * 1986-04-25 1987-11-02 Mitsubishi Precision Co Ltd Measuring instrument for angle variation and angular velocity of airframe
JP2002228450A (en) * 2001-01-29 2002-08-14 Murata Mfg Co Ltd Gyro device and electronic apparatus using the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3238791A (en) * 1962-09-10 1966-03-08 Gen Precision Inc Digital rate gyro
US3354726A (en) * 1965-09-02 1967-11-28 Gen Precision Inc Two-axis gyro
US3670578A (en) * 1970-10-08 1972-06-20 Trw Inc Current pulse generator
FR2145067A5 (en) * 1971-07-08 1973-02-16 Fabr Instr Mesure
US3902374A (en) * 1973-10-19 1975-09-02 Singer Co Electrostatic rate gyroscope
US3918310A (en) * 1974-06-14 1975-11-11 Singer Co Capacitive sensing system
US4125799A (en) * 1977-07-29 1978-11-14 Mcdonnell Douglas Corporation Gyro caging loop system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5498468A (en) 1979-08-03
US4255979A (en) 1981-03-17
IL56223A (en) 1982-03-31
GB2012998B (en) 1982-05-06
NO150456B (en) 1984-07-09
CA1098738A (en) 1981-04-07
SE7900342L (en) 1979-07-17
GB2012998A (en) 1979-08-01
FR2414716B1 (en) 1984-01-20
NO790106L (en) 1979-07-17
DE2901503A1 (en) 1979-07-19
JPS61205018U (en) 1986-12-24
DE2901503C2 (en) 1988-07-07
NO150456C (en) 1984-10-17
JPS6316969Y2 (en) 1988-05-13
FR2414716A1 (en) 1979-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4219410B2 (en) Device for determining rotational angular velocity
GB1451025A (en) Circuit for measuring a phase difference between two signals
US3568059A (en) Electronic tachometer
SE447509B (en) PULSATE BALANCED CONTROL LOOP DETERMINED FOR SPEED HOLDING IN A DRY TUNED DOUBLE SHAFT GYRO
JPH07324947A (en) Resolving-power multiplication circuit
US3169233A (en) Voltage to frequency converter
US3660782A (en) Signal level-to-pulse rate converter
SE515156C2 (en) Method and apparatus for determining the flow rate of a medium flowing in a channel
GB1276368A (en) Electronic controller circuit
SU481763A1 (en) Cinematometer of inertia action
SE447618B (en) SET AND DEVICE FOR PHASING A CONTROLLED OSCILLATOR'S SIGNAL TO A REFERENCE Oscillator SIGNAL
US3775558A (en) Digital phase discriminators and video gate generators
SU436383A1 (en) METHOD OF CONTROL OF SYNCHRONICITY OF TRANSPORTATION OF SIGNAL CARRIERS
JPS5690452A (en) Reel control system
SU994919A2 (en) Electromagnetic flowmetr having frequency output
SU366458A1 (en) COSTS '"" "
SU487395A2 (en) Method of centralized control of several objects
JPS58214813A (en) Measuring device for flow rate
SU517848A1 (en) The method of measuring the speed of movement
SU481028A1 (en) Device for automatic control of the cost ratio
SU877439A1 (en) Digital speed meter
SU883651A1 (en) Device for registering information of flow speed and depth
SU883788A2 (en) Device for measuring phase mismatch
SU367443A1 (en) DEVICE FOR DISCRETIZATION OF MEASURING
SU917088A1 (en) Device for measuring rotation frequency ratio of two objects

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7900342-2

Effective date: 19901211

Format of ref document f/p: F